[发明专利]网络系统的连线建立管理方法及其相关系统

说明书

技术领域

本发明是有关于一种网络系统的连线建立管理方法，特别是有关于一种可穿透网络地址转译路由器及防火墙在网络终端装置间建立连线通道的连线建立管理方法。

背景技术

近年来，由于网络应用的蓬勃发展以及网络的普及、频宽的增加与语音压缩技术的进步，因特网语音传输(Voice over IP，简称VoIP)的技术快速发展，使得因特网的使用者能传输实时语音(Voice)及图像(Video)等多媒体信息。使用VoIP时，收话发话两端都必须填入所用计算机的IP地址，才能让两方相连。然而现实网络中可能存在着各种类型的防火墙及网络地址转译器，当网络终端装置位于防火墙或网络地址转译器之后时，例如对于在家中利用拨接或ADSL设备上网或在防火墙后面的使用者，由于难以轻易获知其对外的IP地址，网络终端装置之间就不能直接进行正常的通讯，而造成使用者使用上很大的不便。

为了解决前述问题，VoIP穿越网络地址转译(network address translation，以下简称NAT)路由器与防火墙的相关技术便被广泛研究。通过VoIP穿越NAT与防火墙的相关技术，即使使用者是在NAT路由器及/或防火墙之后，VoIP也可以顺利运作。NAT为一种将内部IP与外部IP互相转换的技术，其目的为使用内网IP地址的计算机提供通过少数几台具有公有网络的公共IP地址的计算机访问外部网络的功能。NAT负责将某些内部网络IP地址的计算机向外部网络发出的IP数据包的来源IP地址转换为NAT自己的公有网络的IP地址，目的IP地址不变，并将IP数据包转发给路由器，最终到达外部的计算机。同时负责将外部的计算机返回的IP数据包的目的IP地址转换为内部网络的IP地址，来源IP地址不变，并最终送达到内部网络中的计算机。其中，最著名和最常被使用的VoIP穿越NAT防火墙的解决办法称为用户数据报协议简单穿越网络地址转译器技术(Simple Traversal of UDP Through Network Address Translators，简称STUN)或使用中继网络地址转译器穿越技术(Traversal Using Relay NAT，简称TURN)。STUN利用位于因特网(Internet)上的服务器帮助防火墙内的网络终端装置获知他们被NAT转换过的外部地址，并协助其它用户的VoIP呼叫穿透防火墙送达墙内的网络终端装置。通过STUN服务器，客户终端可以了解他们的公共地址、挡在他们前面的NAT类型和通过NAT与特定局部端口相连的连接端口。这些信息将被用于建立客户终端与VoIP服务商之间的UDP通信，以便实现通话。STUN服务器可协助防火墙内的网络终端装置看到自己被转换过的外部地址。防火墙内的网络终端装置可送一个消息给STUN服务器，而STUN服务器可从封包中挖出来此网络终端装置的外部地址，并将此信息回传给网络终端装置。此外，STUN服务器也可通过一系列的测试封包获知NAT的型态，并提供相对应的穿越方法。然而，STUN无法穿透对称型NAT。TURN提供比STUN更为强大的中介功能，足以穿透对称型NAT防火墙。一个VoIP通话(session)中的两个端点所送出的封包全部先送给TURN服务器，再由TURN服务器转送给对方。当TURN服务器收到封包时，TURN服务器会储存封包来源的IP地址和连接端口(port)，然后转送它所提出要到的地址的请求给对方。TURN服务器之后就作为在两个地址之间的转接者。从第一个地址收到的任何数据会被提供给第二地址，并且从第二地址收到的任何数据也会被提供给第一个。虽然前述使用STUN/TURN技术的方式可穿越防火墙，但其负载集中于STUN/TURN服务器且STUN/TURN服务器通常设置在远程，服务器须承担大量频宽之外，通过服务器的路由路径(routing path)通常较长，容易造成传输延迟、封包遗失、以及频宽压缩的机会。

因此，需要一种能够有效解决前述问题且可在处于NAT路由器及防火墙之内的网络终端装置间建立一连线通道的连线建立管理方法。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种可穿透网络地址转译(NAT)路由器及防火墙在网络终端装置间建立连线通道的方法及其相关系统，以解决上述的问题。